MOS場效應管介紹與原理作用

一、場效應管（FET）是利用控制輸入回路的電場效應來控制輸出回路電流的一種半導體器件，屬于電壓控制型半導體器件。具有輸入電阻高（107～1015Ω）、噪聲小、功耗低、動態范圍大、易于集成、沒有二次擊穿現象、安全工作區域寬等優點。

二、場效應管工作原理就是“漏極-源極間流經溝道的ID，用以柵極與溝道間的pn結形成的反偏的柵極電壓控制ID”。

更正確地說，ID流經通路的寬度，即溝道截面積，它是由pn結反偏的變化，產生耗盡層擴展變化控制的緣故。在VGS=0的非飽和區域，表示的過渡層的擴展因為不很大，根據漏極-源極間所加VDS的電場，源極區域的某些電子被漏極拉去，即從漏極向源極有電流ID流動。

從門極向漏極擴展的過度層將溝道的一部分構成堵塞型，ID飽和。將這種狀態稱為夾斷。這意味著過渡層將溝道的一部分阻擋，并不是電流被切斷。

在過渡層由于沒有電子、空穴的自由移動，在理想狀態下幾乎具有絕緣特性，通常電流也難流動。但是此時漏極-源極間的電場，實際上是兩個過渡層接觸漏極與門極下部附近，由于漂移電場拉去的高速電子通過過渡層。因漂移電場的強度幾乎不變產生ID的飽和現象。

其次，VGS向負的方向變化，讓VGS=VGS(off)，此時過渡層大致成為覆蓋全區域的狀態。而且VDS的電場大部分加到過渡層上，將電子拉向漂移方向的電場，只有靠近源極的很短部分，這更使電流不能流通。

三、作用：

1.場效應管可應用于放大。由于場效應管放大器的輸入阻抗很高，因此耦合電容可以容量較小，不必使用電解電容器。

2.場效應管很高的輸入阻抗非常適合作阻抗變換。常用于多級放大器的輸入級作阻抗變換。

3.場效應管可以用作可變電阻。

4.場效應管可以方便地用作恒流源。

5.場效應管可以用作電子開關。

場效應管與三極管的各自應用特點

1.場效應管的源極s、柵極g、漏極d分別對應于三極管的發射極e、基極b、集電極c，它們的作用相似。

2.場效應管是電壓控制電流器件，由vGS控制iD，其放大系數gm一般較小，因此場效應管的放大能力較差；三極管是電流控制電流器件，由iB（或iE）控制iC。

3.場效應管柵極幾乎不取電流（ig?0）；而三極管工作時基極總要吸取一定的電流。因此場效應管的柵極輸入電阻比三極管的輸入電阻高。

4.場效應管是由多子參與導電；三極管有多子和少子兩種載流子參與導電，而少子濃度受溫度、輻射等因素影響較大，因而場效應管比晶體管的溫度穩定性好、抗輻射能力強。在環境條件（溫度等）變化很大的情況下應選用場效應管。

5.場效應管在源極金屬與襯底連在一起時，源極和漏極可以互換使用，且特性變化不大；而三極管的集電極與發射極互換使用時，其特性差異很大，β值將減小很多。

6.場效應管的噪聲系數很小，在低噪聲放大電路的輸入級及要求信噪比較高的電路中要選用場效應管。

7.場效應管和三極管均可組成各種放大電路和開關電路，但由于前者制造工藝簡單，且具有耗電少，熱穩定性好，工作電源電壓范圍寬等優點，因而被廣泛用于大規模和超大規模集成電路中。

8.三極管導通電阻大，場效應管導通電阻小，只有幾百毫歐姆，在現用電器件上，一般都用場效應管做開關來用，他的效率是比較高的。

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